WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Методичні засади управління станом екосистем та якістю води зарегульованих ділянок річок - Реферат

Методичні засади управління станом екосистем та якістю води зарегульованих ділянок річок - Реферат


Реферат на тему:
Методичні засади управління станом екосистем та якістю води зарегульованих ділянок річок
Управління станом та якістю води водних екосистем безумовно актуальна проблема. Не стільки кількість водних ресурсів, скільки їх якість в сучасних умовах обмежує їх використання. Тому основною із задач нового напрямку - екологічної гідрології (Тимченко, 1993; Timchenko, 1994; Ecohydrology…, 1997) як раз і є розробка методів управління станом водних екосистем та якістю поверхневих вод шляхом регулювання водного режиму. Останній, як відомо, є найбільш дійовим фактором, котрий обумовлює функціонування водних екосистем.
Водний режим визначає інтенсивність внутрішньоводоймних фізичних, хімічних та біологічних процесів, завдяки яким відбувається розбавлення, седиментація, сорбція, розклад забруднюючих речовин, продукування та деструкція органічних речовин. Він же багато в чому формує баланс тепла, енергії та маси в будь-якому водному об"єкті. Серед факторів, котрі впливають на вказані процеси і умови, водний режим виділяється тим, що частіше ніж інші може регулюватися штучно. Особливо це стосується ділянок річок, розташованих нижче гідровузлів, водосховищ, каналів перекидання стоку тощо.
Пошук важелів контролю та управління якістю поверхневих вод привів нас перш за все до зарегульованих ділянок річок, де водний режим в значній мірі залежить від режиму роботи гідровузлів (Оксиюк и др., 1996, 1997, 1999, Timchenko et al., 2000). Окрім загальних умов і вимог до методології контролю та управління станом водних екосистем і якістю води (Тимченко, Оксиюк, 1998), в процесі цього пошуку сформувався оптимальний підхід до вирішення задачі безпосередньо для умов ділянок річок та так званих річкових ділянок водосховищ, розташованих нижче ГЕС.
Екосистеми вказаних ділянок річок і водосховищ (нижче будемо іменувати їх зарегульованими) складаються, як правило, з декількох підсистем: руслової мережі, притоків, заплавних водойм та самої заплави. Кожна з цих підсистем приймає участь у формуванні стану екосистеми в цілому та якості води в ній. Ступінь цієї участі залежить від функціональних характеристик підсистеми та інтенсивності взаємообміну водними масами між цією підсистемою та основною русловою мережею. Функціональні особливості підсистем, тобто інтенсивність фізичних, хімічних та біологічних процесів, що в них протікають, також залежить від водообміну.
Важливою особливістю гідрології зарегульованих ділянок є несталий режим стоку, обумовлений нерівномірними протягом доби та тижня попусками ГЕС. Останні, покриваючи пікові навантаження в енергосистемі, працюють протягом декількох годин вранці та ввечері. Такий режим попусків обумовлює, з одного боку, загальне переміщення водної маси по русловій мережі, з другого - формування в нижньому б"єфі так званих хвиль збудження (Железняк, Шерешевский, 1970). Останні формуються як реакція водної системи підпертого нижнього б"єфу (такими є практично всі нижні б"єфи рівнинних каскадних ГЕС) на збудження, що виникає при різкому надходженні води під час попуску. Як сигнал цього збудження хвилі переміщуються вниз зі швидкістю, що на порядок перевищує швидкість течії. Ці хвилі утворюють прямі (на підйомі) та зворотні (на спаді) похили водної поверхні між основним руслом та придатковою мережею (водойми, заплава тощо), в зв"язку з чим протягом доби відбувається періодичне втікання та витікання води з цієї мережі.
Як свідчать в якості інтегральних показників стану екосистем зарегульованих ділянок багаторічні гідроекологічні дослідження (Оксиюк, Стольберг, 1986; Романенко, Оксиюк, Жукинский и др., 1990), правомірно використовувати концентрацію легкоокиснюваної органічної речовини (за БСКповн) та вміст розчиненого в воді кисню (О2). Динаміка БСКповн та розчиненого кисню відображає співвідношення основних процесів функціонування водних екосистем - первинного продукування органічної речовини і алохтонного забруднення нею, з одного боку, та її деструкції - з другого. Важливо, що величини БСКповн і О2 нормуються для різних видів водокористування та водоспоживання (ГОСТ 17.1.5.02-80; ГОСТ 2761-84; СаН ПиН №4630-88; Методика…, 1998).
В основу методу контролю та управління станом екосистем і якістю води зарегульованих ділянок річок покладено рівняння, котрі враховують зміну балансу легкоокиснюваної органічної речовини або розчиненого кисню в елементарному об"ємі води, що надходить на ділянку за добу, за час його переміщення по ділянці. При цьому визначається баланс в кожній із вказаних підсистем і в усій екосистемі в цілому. Розрахункові рівняння мають вигляд (для легкоокиснюваної органічної речовини - БСКповн):
, мгО2 дм -3; (1)
для концентрації розчиненого кисню:
,мгО2дм -3; (2)
В цих рівняннях:
і - номер підділянки, для якої розраховується Сn;
n- кількість підділянок на ділянці (призначається в залежності від особливостей морфометрії ділянки та діапазону змін БСКповн або О2);
Со - концентрація легкоокиснюваної органічної речовини за БСКповн (або розчиненого кисню) в воді, що надходить на зарегульовану ділянку через створ ГЕС, мг О2 дм -3;
Сn - те ж в кінці ділянки;
?Сtr,i , ?Сr,i, ?Сap,i - добавки до вмісту органічної речовини (або кисню) на і-тій підділянці (мг О2 дм-3) за рахунок надходження з притоками та процесів в основному руслі і придатковій мережі відповідно;
Сtr,i - концентрація легкоокиснюваної речовини (або розчиненого кисню) в воді, що надходить з притоками на і-ту підділянку;
Wi - добовий об"єм стоку води, що надходить до i-ї ділянки, котрий дорівнює сумі об"ємів скидів ГЕС (WHEPS) та бокового притоку (Wtr), м3доба-1;
Wap,i - добовий водообмін між основним руслом та придатковою мережею на i-тій підділянці, м3доба-1;
Wr,i -частина стоку на i-тій підділянці, яка здійснюється по основному руслу (Wr,i = Wi - Wap,i ), м3доба-1;
Ai - валова первинна продукція органічної речовини (за фотосинтетичним виділенням кисню) на i-тій підділянці, мг О2 дм-3 доба-1;
Ri - деструкція органічної речовини (за витратами кисню на біологічні процеси - дихання гідробіонтів) на і-тій підділянці, мг О2 дм-3 доба-1;
Fi - надходження легкоокиснюваної органічної речовини на i-ту підділянку ззовні, мг О2 дм-3 доба-1;
Ati - атмосферна аерація на i-тій підділянці, мг О2 дм-3 доба-1;
Gi - витрати кисню на хімічне окиснення органічних і неорганічних речовин на i-тій підділянці, мг О2 дм-3 .доба-1;
?i - тривалість перебування води (час добігання) на i-тій підділянці, доба.
Функції управління станом екосистем та якістю води на зарегульованих ділянках річок виконують водність та інтенсивність водообміну між русловою та придатковою мережами. Перша залежить від об"ємів попусків вищерозташованих ГЕС, друга - від діапазону та частоти внутрішньодобових коливань цих попусків.
Якщо водність, тобтооб"єм попусків ГЕС, є величина, що вимірюється, то визначення водообміну між основним руслом і придатковою мережею потребує вирішення ряду чисто гідрологічних задач.
Одна з них - оцінка трансформації хвиль збудження по мірі їх переміщення вздовж ділянки. Аналіз численних даних фактичних спостережень дає підстави вважати, що процес трансформації коливання рівня води по довжині зарегульованої ділянки непогано описується експоненційною залежністю виду:
?HL = ?HHEPS . e-?L (3)
де: ?HL і ?HHEPS - амплітуда (м) (або інтенсивність, м . год-1) коливання рівня води в заданому створі та в нижньому б"єфі вищерозташованої
Loading...

 
 

Цікаве